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企業轉型| 快閃技術一日千里 加速硬盤退出舞台

PureStorage
Pure Storage 港澳區總經理楊玉珊(右)及港澳區系統工程主管葉麗芳: Portworx的雲原生DBPaaS推動私有雲及應用現代化。

[企業轉型]

儲存技術發展迅速,加上數據格式對儲存要求不同,不同儲存技術擁有不同優勢。

交易數據儲存在區塊儲存,用戶檔案可能在檔案儲存,非格式化數據可利用S3物件儲存,數據對於儲存性能各有不同要求;基於成本、性能、管理的考慮,數據中心按應用重要性分層。

應用存取速度和商業價值不同,數據中心就將應用分層,採購不同儲存體。

Tier 0 和Tier 1兩個應用級別,通常利用最快,甚至最昂貴儲存體;Tier 0通常以隨機記憶體、SSD和快閃等速度最快儲存,往往要跟處理器快速交換數據,甚至不作遠程備份,通常針對極高性能工作負載,例如快閃交易(Flash Trading)。

Tier 0通常是對時間極敏感和有極高價值數據,儲存成本最高。Tier 1是關鍵任務或營運有重要作用應用,類似OLTP和營運系統,運作不能夠中斷,對性能和可用性有高要求。

Tier 2則是商業應用、電郵、ERP、財務等,特點則是容量大,要求高穩定性,以前多以硬盤列陣,近年改以快閃和硬盤混合構成的儲存。

CharlesGiancarlo
Pure Storage主席暨行政總裁Charles Giancarlo在Accelerate 2023用戶大會推出FlashArray//E超低成本快閃列陣,成本與傳統硬盤看齊,Giancarlo預計傳統硬盤在2028年之前退出市場。

硬盤功耗大損壞多

業務數據用於報表分析,建立數據倉庫以支援決策。Tier 3可能是儲存ETL處理後,供分析的結構數據。非結構數據增長,物件儲存應運而生,以API存取數據供機器學習和AI訓練。

為了合規的要求,企業有大量數據存檔,又出現更低成本儲存構成Tier 4應用,以往多數靠硬盤列陣支援。

以往,快閃儲存成本高,混合儲存將存取頻率高「熱」數據存到快閃,「冷」數據置於硬盤,取長補短。數據分層亦有弊端,數據轉移需時,拖延了分析報表,加上硬盤速度慢,處理器怠轉,浪費時間之餘,也支付更多授權費。

機械硬盤致命傷,除損耗大和速度慢,耗電和佔空間較多,Tier 4應用在碳中和及成本壓力之下,傳統硬盤面臨退役壓力。

快閃儲存明日之星

Pure Storage一直專注開發全快閃的儲存陣列,全快閃陣列(AFA)是以專屬快閃儲存架構,目標是取代傳統硬碟和SSD等。

研究機構IDC剛發表首季度全球企業系統追蹤報告顯示,Pure增長達103.6%,超越市場平均增長11.2%,顯示儲存市場可能到了轉捩點。

以往,快閃成本較高,Pure的FlashArray//X和FlashArray//XL都是針對Tier 0 和Tier 1儲存。

Pure策略是推出低成本,支援更多儲存標凖的快閃列陣。第二代 FlashArray//C就號稱是「混合儲存殺手」,針對容量優化,針對Tier 2的應用。

Pure又推出支援物件儲存的FlashBlade,採用低成本QLC快閃,針對非結構數據。物件儲存特點是具高度的橫向擴充性,減低了擴容的難度。去年,Pure推出支援海量Metadata的FlashBlade//S專攻AI,今年又推出FlashBlade//E,針對物件儲存和大數據分析。

FlashArray//E
FlashArray//E的容量達1PB,價格競爭力,可取代性能7200 RPM的硬盤。

低階技術提高性能

Pure舉行Accelerate 2023用戶大會,公佈容量達1PB的FlashArray//E,亦是利用了低價的QLC快閃,以更高性價比取代存檔Tier 4應用。

Pure優勢是深度結合快閃儲存的低階技術,不使用現成SSD建立儲存,自行開發軟件並採用原始出廠的快閃記憶體,採購成本更低。更重要是SSD須經記憶體控制器Flash translation layer(FTL),系統才將數據寫進快閃晶片。Pure則可直接從作業系統,直接寫入底層的快閃晶片,稱之為Direct Flash Module(DFM)。

Pure直接控制數據從作業至儲存系統的讀寫過程,好處是可不斷優化,確保了儲存效率、減少空間浪費,並減少晶片損耗,延長晶片壽命和可靠性。即使 SSD採用了同樣等級快閃晶片,效率可靠性亦無法與DFM相提並論。

Pure快閃省電和可靠,以DFM逐步通過低價快閃,建立性價比更高的儲存,由QLC快閃建立的DFM達75TB,高性能TLC打造的DFM亦可達36TB。

Pure以DFM以低價快閃打造儲存,價格逐漸媲美傳統硬盤。Pure稱,新一代DFM再省電八成,通過軟件的優化,充份發揮性能。

省電支援ESG目標

通過DFM優化,Pure也公佈FlashArray//X 和 FlashArray//C的R4升級。

「DFM在各個指標上都超越傳統硬盤;從數據傳輸以至延遲性,隨機性和連續的讀寫速度,價格極具競爭力,碳中和已成企業目標,快閃功耗出色,減少硬件損耗和延長設備壽命,性能無出其右,加快達至ESG目標。」Pure港澳區總經理楊玉珊說:「從耗電、儲存空間和營運成本,FlashArray//E價格競爭力,可取代性能7200 RPM硬盤。」

快閃讀寫速度亦可通過壓縮增加容量,升級後R4列陣通過DirectCompress加速,以30%內聯壓縮擴展容量,加上新互聯標凖PCIe Gen4及支援剛推出的Intel Sapphire Rapids CPU和DDR5 DRAM,R4,可支援更多工作負載, TCO減低74%。

快閃原理是「速度換取空間」,以更快傳輸加速壓縮性能,系統承擔更多負荷,減少處理器的怠速空轉,通過效率降低擁有成本。

雲原生技術起飛

Pure一直部署混合雲和雲原生技術,2020年3.7億美元收購Kubernetes數據服務平台Portworx,屬於開源軟件,可提供雲原生「數據庫平台即服務」(Database-Platform-as-a-Service ,DBPaaS)。

香港企業正致力於「應用現代化」(Application Modernization),以雲原生方式開發新一代應用,Portworx正好解決部署雲原生數據庫的痛點。

Pure港澳區系統工程主管葉麗芳說,Portworx減低部署數據服務難度,Pure最近與Non-SQL數據庫MongoDB加強合作,MongoDB Enterprise Advanced自我管理數據庫與Portworx整合,可自動化MongoDB 生命週期管理。

葉麗芳說,Non-SQL數據庫在業務分析、物聯網, Metadata應用日益廣乏, Portworx讓用戶在私有雲體驗的雲原生DevOps優點,用戶可透過即服務形式和API存取數據庫,最近本港銀行業亦開始使用Portworx建立內部DBPaaS,顯示雲原生應用已經成為大勢所趨。

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